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Laut der U.S. Environmental Protection Agency (EPA) emittiert ein durchschnittliches Automobil jährlich 4,6 metrische Tonnen Kohlendioxid (CO₂). Obwohl diese Zahl je nach Kraftstoffverbrauch und anderen Faktoren variieren kann, gibt sie Anlass zur Besorgnis bei jenen, die sich um atmosphärische Bedrohungen durch Treibhausgase sorgen. Darüber hinaus deutet diese Zahl darauf hin, dass größere Fahrzeuge – z. B. Lastwagen, Busse – ein noch größeres Volumen an CO₂ ausstoßen. Solche Realitäten unterstreichen die Dringlichkeit, erneuerbare Kraftstoffe und Energiequellen zu entwickeln, die keine neuen Treibhausgasemissionen in die Erdatmosphäre abgeben. Biogas ist eine solche Quelle, die auch in flüssiger Form umgewandelt werden kann.
Tatsächlich ist Biogas nicht schwer zu finden. Sich zersetzende Vegetation und tierische Überreste; biologisch abbaubarer Müll wie Bananenschalen, Apfelgehäuse, Eierschalen und Fettrückstände; Gülle von Nutztieren und Kot von Wildtieren; sowie Abwasser und Klärschlamm dienen alle als potenzielle Ursprungsorte für Biogas. Entscheidend ist, dass ihre Zersetzung ohne Sauerstoff stattfindet. Die Biogasproduktion ist anaerob, daher tritt sie in der Natur auf, wenn diese organischen Stoffe vergraben werden. Moderne Technologien haben jedoch die anaerobe Vergärung solcher Materialien durch menschliche Ingenieurskunst ermöglicht. Ob in einer speziell konstruierten Anlage oder in einem externen Biom, die anaerobe Vergärung verläuft stets auf konsistente Weise. Sobald die organischen Materialien oder das Substrat von Sauerstoff befreit sind, werden sie von spezifischen Bakterienorganismen abgebaut. Zuerst machen die Mikroben die Organismen wasserlöslich und spalten die chemischen Bindungen in ihnen. Dann werden die Substratkomponenten durch chemische Reaktionen in flüchtige Säuren umgewandelt. Diese Säuren werden schließlich in Biogas, bestehend aus CO₂ und Methan (CH₄), umgewandelt. Das Methan ist die produktive Verbindung, die Biogas bietet.
Neben CH₄ und CO₂ enthält Biogas geringere Mengen an Schwefelwasserstoff, Wasserdampf und anderen Verbindungen, die entweder gefährlich toxisch für die öffentliche Gesundheit und Energieinfrastruktur sind oder die Effizienz und Leistung des Methans selbst beeinträchtigen. Bevor das Biogas verwendet werden kann, müssen diese Verunreinigungen entfernt werden. Einige davon werden durch Kontakt mit chemischen Lösungen absorbiert; andere werden mittels Kontakt mit Feststoffen wie Aktivkohle adsorbiert. Manchmal werden Membranen eingesetzt, um die unerwünschten Verbindungen herauszufiltern. Unabhängig von der Technik muss das Methan einen Reinheitsgrad erreichen, bevor es nutzbar ist.
Die Biogasumwandlung kann potenziell für eine beliebige Anzahl von Kraftstoffen als Endprodukt dienen. Das gereinigte und aufbereitete Methan kann für Ethanol, Diesel, Methanol, Benzin oder Flüssiggas (LPG) verwendet werden. Genauer gesagt, geht es bei der Biogasumwandlung jedoch darum, Biomethan anstelle dieser Transportkraftstoffe durch die Modifikation von Motoren zu nutzen. Ein Einzylinder-Viertakt-Benzinmotor beispielsweise kann durch einen recht einfachen Vorgang für Biogas umgerüstet werden. Dekontamination und Reinigung sind zwingend erforderlich. Über diese Notwendigkeit hinaus muss das Biogas mit einem Druck von fast 700 Pfund pro Quadratzoll komprimiert und auf 126 Grad unter Null auf einer Fahrenheit-Skala gekühlt werden. Sobald das Biogas geeignet ist, ist der Motorvergaser die einzige größere Motorkomponente, die ausgetauscht oder zumindest erheblich überarbeitet werden muss.
LPG ist eigentlich ein Derivat von geologischem Erdgas, wenn es mit raffiniertem Rohöl kombiniert wird. Es wird aus mehreren Gründen bevorzugt: einfache Transportierbarkeit; Energiedichte; Verbrennungseffizienz; und Wärmeübertragungseffizienz. Im Großen und Ganzen wird LPG hauptsächlich im Haushalt verwendet, d.h. zum Kochen und Heizen, wird aber auch zunehmend in der Industrie eingesetzt. LPG besitzt auch ökologische Vorteile, da es geringere Mengen an Stickoxiden, Schwefeloxiden und Partikeln emittiert. Die Umwandlung von Biogas zu LPG ist ein aktuelles Thema, da Wissenschaftler eine eventuelle Erschöpfung von flüssigem Erdöl vorhersagen. Viele glauben, dass Erdgas und – im weiteren Sinne – Biogas die Lösung für diese bevorstehende Lücke bei flüssigen Kraftstoffen sind.
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